Skip to main content

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Robust Design in Turbomachinery Applications

verfasst von : Rémy Nigro, Dirk Wunsch, Grégory Coussement, Charles Hirsch

Erschienen in: Uncertainty Management for Robust Industrial Design in Aeronautics

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

A strategy for robust design optimization (RDO) is proposed, i.e., optimization under uncertainties reducing the variability of the system output with respect to the input uncertainties. This strategy relies on the non-intrusive probabilistic collocation method for the uncertainty propagation and a surrogate-assisted optimization strategy. In order to allow for RDO within reasonable turnaround times, a mixed Design of Experiments (DoE) is built, which comprises design variables and uncertainties as individual dimensions. This reduces the cost by one order of magnitude compared to an approach where each point in the DoE is run with a UQ simulation. The robust design optimization problem is formulated as a simultaneous maximization of the mean efficiency and minimization of standard deviations of efficiency and of other global output quantities at the example of the Rotor 37. Three designs on the chosen four-dimensional Pareto front are compared with the deterministic design. The reconstruction of PDFs of global output quantities visualizes their reduced standard deviation. Scaled sensitivity derivatives allow in a direct way to identify the uncertainties, which are responsible for an increase or decrease in sensitivity of output quantities, and they prove to be a very useful tool for the understanding of system dependencies. Full performance curves are run for the selected designs, and the optimal robust designs are discussed. The computational overhead of the presented robust design optimization varies between 1.4 and 1.9 times the computational cost of a deterministic optimization.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Dunham, J.: CFD validation for propulsion system components, AGARD-AR-355 (1998) Dunham, J.: CFD validation for propulsion system components, AGARD-AR-355 (1998)
2.
Zurück zum Zitat Gurney, K.: An Introduction to Neural Networks. Taylor & Francis Inc, Bristol, PA, USA (1997)CrossRef Gurney, K.: An Introduction to Neural Networks. Taylor & Francis Inc, Bristol, PA, USA (1997)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Numeca, User Manual FINETM/Turbo v11.1 (2016) Numeca, User Manual FINETM/Turbo v11.1 (2016)
4.
Zurück zum Zitat Plackett, R.L., Burman, J.P.: The design of optimum multifactorial experiments. Biometrika 33(4), 305–325 (1946)MathSciNetCrossRef Plackett, R.L., Burman, J.P.: The design of optimum multifactorial experiments. Biometrika 33(4), 305–325 (1946)MathSciNetCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Shields, M.D., Zhang, J.: The generalization of Latin hypercube sampling. Reliab. Eng. Syst. Safety 148, 96–108 (2016)CrossRef Shields, M.D., Zhang, J.: The generalization of Latin hypercube sampling. Reliab. Eng. Syst. Safety 148, 96–108 (2016)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Stein, M.L.: Statistical Interpolation of Spatial Data: Some Theory for Kriging. Springer, New York (1999)CrossRef Stein, M.L.: Statistical Interpolation of Spatial Data: Some Theory for Kriging. Springer, New York (1999)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Wunsch D., Nigro R., Coussement G., Hirsch C.: Quantification of combined operational and geometrical uncertainties in turbo-machinery design. In: Proceedings of the ASME GT2015, Paper GT2015-43399 (2015) Wunsch D., Nigro R., Coussement G., Hirsch C.: Quantification of combined operational and geometrical uncertainties in turbo-machinery design. In: Proceedings of the ASME GT2015, Paper GT2015-43399 (2015)
Metadaten
Titel
Robust Design in Turbomachinery Applications
verfasst von
Rémy Nigro
Dirk Wunsch
Grégory Coussement
Charles Hirsch
Copyright-Jahr
2019
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-77767-2_31

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.